超重核弁別用の高性能固体飛跡検出器の開発と核反応断面積の高精度測定

• 研究課題/領域番号: 19840046
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
• 研究機関: 独立行政法人放射線医学総合研究所 (2008); 早稲田大学 (2007)
• 研究代表者: 小平 聡 独立行政法人放射線医学総合研究所, 基盤技術センター, 博士研究員 (00434324)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,105千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 405千円); 2008年度: 1,755千円 (直接経費: 1,350千円、間接経費: 405千円); 2007年度: 1,350千円 (直接経費: 1,350千円)
• キーワード: 超重核 / 核反応断面積 / CR-39 / 固体飛跡検出器 / 宇宙線 / PEW / 断層撮像 / PHITS / 加速器 / 粒子測定技術 / 核物理

研究概要

重イオンの標的物質との核電荷変換断面積を測定するためには、優れた電荷分解能が要求される。
現状では、入射粒子が超重核あるいは低エネルギー領域の場合CR-39固体飛跡検出器の信号は飽和してしまい、十分な電荷分解能が得られていない。
本研究では、CR-39にDAP樹脂を共重合させた新素材の開発やアルコールを添加した新しいエッチング手法の開発等の検出器の改良と、重イオン飛跡を3次元的に測定できる深さ顕微鏡系の検討による測定系の改良を行い、超重核あるいは低エネルギー重イオンを高精度に検出できるようになった。

研究成果

• [雑誌論文] Temperature and pressure conditions for the appropriate performance of charge and mass resolutions in balloon-borne CR-39 track detector for the heavy cosmic rays (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, N. Yasuda, H. Tawara, K. Ogura, T. Doke, N. Hasebe, and T. Yamauchi
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. & Meth B267 ページ: 1817-1822
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Program for the Precise Observations of Ultra Heavy Nuclei in Galactic Cosmic Rays (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, T. Doke, N. Hasebe, M. Hareyama, T. Miyachi, M. Miyajima, K. Sakurai, S. Ota, M. Sato, Y. Shimizu, M. Takano, S. Torii, N. Yasuda, S. Nakamura, H. Tawara, K. Ogura, S. Mikado, H. Shibuya, and K. Nakazawa
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn 78 (Suppl. A) ページ: 138-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Program for the Precise Observations of Ultra Heavy Nuclei in Galactic Cosmic Rays (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, et al.
  • 雑誌名: Journal of the Physical Society of Japan 78 (suppl. A) ページ: 138-141
  • 査読あり
• [雑誌論文] Temperature and pressure conditions for the appropriate performance of charge and mass resolutions in balloon-borne CR-39 track detector for the heavy cosmic rays (2009)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, et al.
  • 雑誌名: Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 267 ページ: 1817-1822
  • 査読あり
• [雑誌論文] CR-39固体飛跡検出器による重粒子の同位体弁別 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平聡
  • 雑誌名: 応用物理 77 ページ: 36-40
  • NAID: 10020028736
  • 査読あり
• [雑誌論文] Track detector of CR-39-DAP-copolymer with variable threshold to detect trans-iron nuclei in galactic cosmic rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, M. Asaeda, T. Doke, M. Hareyama, N. Hasebe, K. Ogura, N. Yasuda, T. Tsuruta and Y. Kori
  • 雑誌名: Radiat. Meas 43 ページ: 52-55
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracking method for the measurement of projectile charge changing cross section using CR-39 detector with a high speed imaging microscope (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Ota, S. Kodaira, N. Yasuda, E.R. Benton, M. Hareyama, M. Kurano, M. Sato, D. Shu and N. Hasebe
  • 雑誌名: Radiat. Meas 43 ページ: 195-198
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large Scale Observation Program of Ultra Heavy Nuclei in Galactic Cosmic Rays (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Hasebe, T. Doke, M. Hareyama, S. Kodaira, T. Miyachi, M. Miyajima, O. Okudaira, K. Sakurai, S. Ota, M. Sato, Y. Shimizu, M. Takano, S. Torii, N. Yamashita, N. Yasuda, S. Nakamura, T. Kamei, H. Tawara, K. Ogura, S. Mikado, H. Shibuya, K. Nakazawa and A.J. Westphal
  • 雑誌名: Proc. Of the 30th Int. Cosmic Ray Conf 2 ページ: 51-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Performance Measurement System of Large Area Solid-State Track Detector Array for Ultra Heavy Cosmic Rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, T. Doke, M. Hareyama, N. Hasebe, S. Ota, K. Sakurai, M. Sato, N. Yasuda, S. Nakamura, T. Kamei, H. Tawara and K. Ogura
  • 雑誌名: Proc. Of the 30th Int. Cosmic Ray Conf 2 ページ: 429-432
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of High Resolution Solid-State Track Detector for Ultra Heavy Cosmic Ray Observation (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, T. Doke, M. Hareyama, N. Hasebe, S. Ota, K. Sakurai, M. Sato, N. Yasuda, S. Nakamura, T. Kamei, H. Tawara and K. Ogura
  • 雑誌名: Proc. Of the 30th Int. Cosmic Ray Conf 2 ページ: 425-428
  • 査読あり
• [雑誌論文] Track detector of CR-39-DAP-copolymer with variable threshold to detect trans-iron nuclei in galactic cosmic rays
  • 著者名/発表者名: S.Kodaira, et. al.
  • 雑誌名: Radiation Measurements (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tracking method for the measurement of projectile charge changing cross section using CR-39 detector with a high speed imaging microscope
  • 著者名/発表者名: S.Ota, S.Kodaira, et. al.
  • 雑誌名: Radiation Measurements (印刷中)
  • 査読あり
• [学会発表] 超重イオン精密測定のための新しいCR-39の検出閾値の制御手法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小平聡, 他
  • 学会等名: 第56回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2009-04-02
• [学会発表] 超重核探索実験(1) 固体飛跡検出器の超重核観測に関する性能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小平聡, 他
  • 学会等名: 日本物理学会第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大学
  • 年月日: 2009-03-27
• [学会発表] 新しい固体検出器による超重核観測計画 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小平聡, 他
  • 学会等名: 平成20年度太陽圏シンポジウム-STE研究集会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2009-01-26
• [学会発表] 超重イオン精密測定のための新しいCR-39の検出閾値の制御手法 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小平聡,安田仲宏,仲秀一郎,太田周也,長谷部信行,道家忠義,小倉紘一
  • 学会等名: 春季第56回応用物理学関係連合講演
  • 発表場所: 筑波大
• [学会発表] 超重核探索実験(1) 固体飛跡検出器の超重核観測に関する性能評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小平聡,安田仲宏,長谷部信行,晴山慎,太田周也,他超重核探索実験グループ
  • 学会等名: 日本物理学会 第64回年次大会
  • 発表場所: 立教大
• [学会発表] エッチピット深さ測定用顕微鏡系の検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小平聡, 安田仲宏, 本間義浩, 梅島洋介, 阿須賀拓, 太田周也, 佐藤匡
  • 学会等名: 第24回固体飛跡検出器研究会
  • 発表場所: 早稲田大学
• [学会発表] 新しい固体飛跡検出器による超重核観測計画 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小平聡
  • 学会等名: STE研究集会太陽権シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学
• [学会発表] Characteristics of the copolymerized CR-39-DAP track detector for the observation of ultra heavy nuclei in galactic cosmic rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, et al.
  • 学会等名: 24th International Conference on Nuclear Tracks in Solids
  • 発表場所: 筑波大学 イタリア・ボローニャ
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] Control of the detection threshold of CR-39 track detector for the measurement of ultra heavy nuclei in galactic cosmic rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, et al.
  • 学会等名: 24th International Conference on Nuclear Tracks in Solids
  • 発表場所: 筑波大学 イタリア・ボローニャ
  • 年月日: 2008-09-04
• [学会発表] Observation program of ultra heavy nuclei in galactic cosmic rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, et al.
  • 学会等名: 26^<th> International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: アクトシティ浜松
  • 年月日: 2008-06-03
• [学会発表] 宇宙線超重核観測のための検出電荷閾値可変型CR-39-DAP固体飛跡検出器の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平 聡, 他
  • 学会等名: 春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学理工学部
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] BP-1固体飛跡検出器の製法と応答感度に関する研究(II) (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平 聡, 他
  • 学会等名: 春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学理工学部
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] 宇宙線超重核観測のための検出電荷閾値可変型CR-39-DAP固体飛跡検出器の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平 聡, 他
  • 学会等名: 第23回固体飛跡検出器研究会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] ガラス飛跡検出器BP-1のエッチング処理の最適化と化学構造 (2008)
  • 著者名/発表者名: 田川 智博, 小平 聡, 他
  • 学会等名: 第23回固体飛跡検出器研究会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] 宇宙線超重核観測に向けたBP-1固体飛跡検出器の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 亀井 拓也, 小平 聡, 他
  • 学会等名: 第23回固体飛跡検出器研究会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] CR-39プラスティック飛跡検出器を用いた宇宙線中の原子核成分と水素との核変換断面積の測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 太田 周也, 小平 聡, 他
  • 学会等名: 第23回固体飛跡検出器研究会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2008-03-25
• [学会発表] Measurements of Charge Changing Cross Sections for GCR Nucle on Hydrogen using CR-39 Plastic Nuclear Track Detectors (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Ota, S.Kodaira, et. al.
  • 学会等名: The International WorkshoP on Advances in Cosmic Ray Science
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] Precise Observation Program of Ultra Heavy Nuclei in Galactic Cosmic Rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S.Kodaira, et. al.
  • 学会等名: The International Workshop on Advances in Cosmic Ray Science
  • 発表場所: 早稲田大学国際会議場
  • 年月日: 2008-03-17
• [学会発表] 宇宙線超重核観測計画 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平 聡, 他
  • 学会等名: 宇宙利用シンポジウム(第24回)
  • 発表場所: 日本科学未来館
  • 年月日: 2008-01-18
• [学会発表] Control of the detection threshold of CR-39 track detector for the measurement of ultra heavy nuclei in galactic cosmic rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, N. Yasuda, N. Hasebe, T. Doke, S. Ota, T. Tsuruta, H. Hasegawa, S. Sakai, T. Nishi and K. Ogura
  • 学会等名: The 24^<th> International Conference on Nuclear Tracks in Solids
  • 発表場所: Bologna, Italy
• [学会発表] Characteristics of the copolymerized CR-39-DAP track detector for the observation of ultra heavy nuclei in galactic cosmic rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, N. Yasuda, N. Hasebe, T. Doke, S. Ota, T. Tsuruta, H. Hasegawa, S. Sakai, T. Nishi and K. Ogura
  • 学会等名: The 24^<th> International Conference on Nuclear Tracks in Solids
  • 発表場所: Bologna, Italy)
• [学会発表] Improvement of mass resolution for iron isotopes in CR-39 track detector (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平聡
  • 学会等名: 秋季第69回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 中部大学
• [学会発表] Observation program of ultra heavy nuclei in galactic cosmic rays (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, T. Doke, N. Hasebe, M. Hareyama, T. Miyachi, M. Miyajima, K. Sakurai, S. Ota, M. Sato, Y. Shimizu, M. Takano, S. Torii, N. Yasuda, S. Nakamura, H. Tawara, K. Ogura, S. Mikado, H. Shibuya, and K. Nakazawa
  • 学会等名: The 26^<th> International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Hamamatsu, Japan
• [学会発表] BP-1固体飛跡検出器の製法と応答感度に関する研究(II) (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平聡,中村正吾,亀井拓也,田川智博,安田仲宏,俵裕子,長谷部信行,道家忠義
  • 学会等名: 春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学
• [学会発表] 宇宙線超重核観測のための検出電荷閾値可変型CR-39-DAP固体飛跡検出器の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平聡, 安田仲宏,小倉紘一,鶴田隆雄,長谷川弘照,長谷部信行,道家忠義
  • 学会等名: 春季第55回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 日本大学
• [学会発表] 宇宙線超重核観測のための検出電荷閾値可変型CR-39-DAP固体飛跡検出器の開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小平聡, 安田仲宏, 小倉紘一, 鶴田隆雄, 長谷川弘照, 長谷部信行, 道家忠義
  • 学会等名: 第23回固体飛跡検出器研究会
• [学会発表] 宇宙線中の超重核観測計画7-高性能固体飛跡検出器の開発現状3 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小平聡,太田周也,佐藤匡,桜井邦朋,清水雄輝,鷹野正利,道家忠義,鳥居祥二,長谷部信行,晴山慎,宮島光弘,宮地孝,尾崎雄一,亀井拓也,中村正吾,安田仲宏,俵裕子,小倉紘一,渋谷寛
  • 学会等名: 日本物理学会 第62回年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
• [学会発表] Observation program of ultra heavy nuclei in galactic cosmic rays (2007)
  • 著者名/発表者名: S. Kodaira, T. Doke, N. Hasebe, M. Hareyama, T. Miyachi, M. Miyajima, O. Okudaira, K. Sakurai, S. Ota, M. Sato, Y. Shimizu, M. Takano, S. Torii, N. Yamashita, N. Yasuda, S. Nakamura, T. Kamei, H. Tawara, K. Ogura, S. Mikado, H. Shibuya and K. Nakazawa, "Observation program of ultra heavy nuclei in galactic cosmic rays
  • 学会等名: The 12^<th> Workshop on the Radiation Monitoring for International Space Station
  • 発表場所: Stillwater, United States of America
• [学会発表] BP-1固体飛跡検出器の製法と応答感度に関する研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小平聡, 道家忠義, 長谷部信行, 亀井拓也, 中村正吾, 俵裕子, 安田仲宏
  • 学会等名: 秋季第68回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学
• [学会発表] CR-39固体飛跡検出器を用いた鉄核に対する質量分解能の改善 (2007)
  • 著者名/発表者名: 小平聡, 太田周也, 佐藤匡, 道家忠義, 長谷部信行, 安田仲宏, 俵裕子, 小倉紘一
  • 学会等名: 秋季第68回応用物理学学術講演会
  • 発表場所: 北海道工業大学